Les métaux différents font référence à des métaux d'éléments différents (tels que l'aluminium, le cuivre, etc.) ou à certains alliages formés à partir du même métal de base (tels que l'acier au carbone, l'acier inoxydable, etc.) qui présentent des différences significatives dans leurs propriétés métallurgiques, telles que les propriétés physiques. propriétés, propriétés chimiques, etc. Ils peuvent être utilisés comme métal de base, métal d’apport ou métal soudé.
Le soudage de matériaux différents fait référence au processus de soudage de deux ou plusieurs matériaux différents (faisant référence à des compositions chimiques, des structures métallographiques, des propriétés, etc. différentes) dans certaines conditions de processus.Parmi le soudage de métaux différents, le plus courant est le soudage d'aciers différents, suivi du soudage de métaux non ferreux différents et du soudage de l'acier et des métaux non ferreux.
Du point de vue des formes de joints, il existe trois situations de base, à savoir les joints avec deux matériaux de base métalliques différents, les joints avec le même métal de base mais des métaux d'apport différents (tels que les joints utilisant des matériaux de soudage austénitiques pour souder l'acier trempé et revenu à moyenne teneur en carbone, etc.), et les joints soudés de plaques métalliques composites, etc.
Le soudage de matériaux différents se produit lorsque deux métaux différents sont soudés ensemble, une couche de transition avec des propriétés et une structure différentes de celles du métal de base sera inévitablement produite.Étant donné que les métaux différents présentent des différences significatives en termes de propriétés élémentaires, de propriétés physiques, de propriétés chimiques, etc., par rapport au soudage du même matériau, le soudage de matériaux différents est beaucoup plus complexe en termes de mécanisme de soudage et de technologie de fonctionnement..
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Les principaux problèmes rencontrés lors du soudage de matériaux dissemblables sont les suivants :
1. Plus la différence entre les points de fusion de matériaux différents est grande, plus le soudage est difficile.
En effet, lorsque le matériau à bas point de fusion atteint l’état fondu, le matériau à point de fusion élevé est toujours à l’état solide.A ce moment, le matériau fondu pénètre facilement dans les joints de grains de la zone surchauffée, provoquant la perte du matériau à bas point de fusion et la combustion ou l'évaporation des éléments d'alliage.Rendre les joints de soudure difficiles à souder.Par exemple, lors du soudage du fer et du plomb (qui ont des points de fusion très différents), non seulement les deux matériaux ne se dissolvent pas à l’état solide, mais ils ne peuvent pas non plus se dissoudre à l’état liquide.Le métal liquide est réparti en couches et cristallise séparément après refroidissement.
2. Plus la différence entre les coefficients de dilatation linéaire de matériaux différents est grande, plus le soudage est difficile.
Les matériaux avec des coefficients de dilatation linéaire plus élevés auront des taux de dilatation thermique plus élevés et un retrait plus important pendant le refroidissement, ce qui produira une contrainte de soudage importante lorsque le bain de fusion cristallisera.Cette contrainte de soudage n’est pas facile à éliminer, ce qui entraîne une déformation importante du soudage.En raison des différents états de contrainte des matériaux des deux côtés de la soudure, il est facile de provoquer des fissures dans la soudure et la zone affectée par la chaleur, et même de faire décoller le métal soudé du métal de base.
3. Plus la différence de conductivité thermique et de capacité thermique spécifique de matériaux différents est grande, plus le soudage est difficile.
La conductivité thermique et la capacité thermique spécifique du matériau détérioreront les conditions de cristallisation du métal fondu, grossiront sérieusement les grains et affecteront les performances de mouillage du métal réfractaire.Par conséquent, une source de chaleur puissante doit être utilisée pour le soudage.Pendant le soudage, la position de la source de chaleur doit être vers le côté du métal de base ayant une bonne conductivité thermique.
4. Plus la différence électromagnétique entre des matériaux différents est grande, plus le soudage est difficile.
Car plus la différence électromagnétique entre les matériaux est grande, plus l’arc de soudage sera instable et plus la soudure sera mauvaise.
5. Plus il y a de composés intermétalliques formés entre des matériaux différents, plus il est difficile à souder.
Les composés intermétalliques étant relativement fragiles, ils peuvent facilement provoquer des fissures, voire une rupture de la soudure.
6. Pendant le processus de soudage de matériaux différents, en raison de changements dans la structure métallographique de la zone de soudage ou de structures nouvellement formées, les performances des joints soudés se détériorent, ce qui entraîne de grandes difficultés au soudage.
Les propriétés mécaniques de la zone de fusion commune et de la zone affectée thermiquement sont médiocres, en particulier la ténacité plastique est considérablement réduite.En raison de la diminution de la ténacité plastique du joint et de l'existence de contraintes de soudage, les joints soudés de matériaux différents sont sujets aux fissures, en particulier dans la zone affectée par la chaleur du soudage, qui est plus susceptible de se fissurer ou même de se briser.
7. Plus l'oxydation de matériaux différents est forte, plus il est difficile de souder.
Par exemple, lorsque le cuivre et l’aluminium sont soudés par soudage par fusion, des oxydes de cuivre et d’aluminium se forment facilement dans le bain de fusion.Lors du refroidissement et de la cristallisation, les oxydes présents aux joints de grains peuvent réduire la force de liaison intergranulaire.
8. Lors du soudage de matériaux différents, il est difficile pour le cordon de soudure et les deux métaux de base de répondre aux exigences de résistance égale.
En effet, les éléments métalliques à bas point de fusion brûlent et s'évaporent facilement pendant le soudage, ce qui modifie la composition chimique de la soudure et réduit ses propriétés mécaniques, en particulier lors du soudage de métaux non ferreux différents.
Heure de publication : 28 décembre 2023
